壓縮空氣儲能在解決可再生能源不穩(wěn)定性和提供可靠能源供應(yīng)方面具有重要的優(yōu)勢。壓縮空氣儲能，是指在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將電能用于壓縮空氣，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機(jī)發(fā)電的儲能方式。通過提高能量轉(zhuǎn)換效率、增加儲能密度、快速啟動和調(diào)節(jié)能力、節(jié)約成本以及環(huán)境友好等方面的優(yōu)勢，為能源存儲和電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)等應(yīng)用提供了更具吸引力的選擇。

通過圖撲軟件自研 HT for Web 產(chǎn)品打造先進(jìn)壓縮空氣儲能監(jiān)控系統(tǒng)，模擬和分析壓縮空氣儲能系統(tǒng)的運(yùn)行過程，以及壓縮機(jī)、儲存罐、發(fā)電機(jī)等設(shè)備性能和作業(yè)效率。實現(xiàn)對儲能電站運(yùn)行數(shù)據(jù)的實時可視化監(jiān)控和工藝流程的展示，為新型清潔能源的生產(chǎn)運(yùn)行、實時監(jiān)控、運(yùn)營維護(hù)提供強(qiáng)有力支撐。

數(shù)據(jù)可視化監(jiān)測

本案例的數(shù)據(jù)監(jiān)控分為兩大部分：系統(tǒng)安全和生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

在系統(tǒng)安全方面，圖撲 HT 的可視化監(jiān)控界面將二三維高效融合，讓用戶實時查看電站安全事件的等級、發(fā)生時間以及事件詳細(xì)信息。對膨脹機(jī)、儲氣罐空氣壓縮機(jī)等設(shè)備參數(shù)變化遠(yuǎn)程監(jiān)控、實時監(jiān)測、優(yōu)化運(yùn)行細(xì)節(jié)以及控制儲能設(shè)備的啟停操作。

在生產(chǎn)數(shù)據(jù)方面，通過搭載智能感知設(shè)備，實現(xiàn)實時采集儲氣壓力、溫度、效率，以及膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速、震動頻率、潤滑油溫度等重要參數(shù)，以及追蹤電站歷史功率、空氣壓縮機(jī)的電流、電壓、運(yùn)行狀態(tài)，確保生產(chǎn)工序的精準(zhǔn)監(jiān)測和可視化分析。

本次圖撲 HT “一張圖”監(jiān)測面板的設(shè)計風(fēng)格靈活且簡潔。增添了點選展開模式，在凸顯大量數(shù)據(jù)指標(biāo)的同時，也避免占用過多的空間。幫助用戶快速響應(yīng)電力需求的變化，實現(xiàn)系統(tǒng)效率的提升，以及減少能源浪費。

工藝流程可視化

先進(jìn)壓縮空氣儲能（Advanced Compressed Air Energy Storage，ACAES）是一種能量儲存和釋放的系統(tǒng)，其工藝流程分為壓縮、儲能、能量釋放、熱回收四部分。

壓縮空氣儲能工藝包括以下步驟：首先，將空氣抽入并壓縮至高壓狀態(tài)，然后存儲在儲氣罐中，以潛在能量形式保存。在需要電能時，釋放高壓空氣，通過膨脹機(jī)或渦輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，并將其連接到電網(wǎng)，同時進(jìn)行精密的控制和監(jiān)測。

圖撲 HT 監(jiān)控平臺提供對集成關(guān)鍵作業(yè)區(qū)域、設(shè)備位置分布、以及生產(chǎn)效益、產(chǎn)量、設(shè)備穩(wěn)定性和設(shè)備利用率等重點方面的全面監(jiān)測。作業(yè)人員無需頻繁出入廠區(qū)，也能清晰掌握設(shè)備設(shè)定狀態(tài)，節(jié)省大量巡回摸排時間，提高生產(chǎn)管理效率。

空氣壓縮

將空氣送入壓縮機(jī)，壓縮機(jī)通過電動機(jī)將空氣壓縮到高壓狀態(tài)；被壓縮的空氣流經(jīng)冷卻系統(tǒng)，隨后儲存在儲氣罐中，待用于后續(xù)的能量釋放。

通過圖撲軟件 HT 引擎技術(shù)，數(shù)字孿生其運(yùn)行流程。以構(gòu)建的立體化管路幫助清晰辨別工藝的流程分布和各個子流程的工藝走向，用戶可根據(jù)設(shè)備甚至零部件的位置、顏色變化及時發(fā)現(xiàn)問題。實現(xiàn)對設(shè)備作業(yè)態(tài)勢和生產(chǎn)裝置運(yùn)作狀態(tài)多層面的可視化監(jiān)控。

儲能數(shù)據(jù)監(jiān)控

儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣在儲能狀態(tài)下，等待系統(tǒng)需要時釋放能量。儲氣罐內(nèi)的空氣壓力將保持穩(wěn)定，以確保能量儲存的可靠性。

當(dāng)遇到作業(yè)異常態(tài)勢時，圖撲 HT 平臺可基于探測到的潛在問題進(jìn)行故障診斷和預(yù)警告警提示，并告知相關(guān)工作人員及時關(guān)注、及時了解、及時處理。還支持根據(jù)應(yīng)急預(yù)案流程自動告警至有關(guān)部門，可跨部門、跨層級發(fā)起協(xié)同調(diào)度指揮。

圖形化的數(shù)據(jù)分析工具使用戶能夠輕松比較不同時間段的數(shù)據(jù)，以發(fā)現(xiàn)潛在的性能優(yōu)化機(jī)會，有利于管理層做出科學(xué)決策，包括資源分配、維護(hù)計劃和性能改進(jìn)。

能量釋放

當(dāng)需要釋放儲存的能量時，壓縮空氣從儲氣罐中釋放，進(jìn)入膨脹機(jī)。在膨脹機(jī)中，高壓空氣被膨脹為低壓，同時驅(qū)動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力。釋放的壓縮空氣在膨脹過程中會產(chǎn)生熱量，這部分熱量可以被回收利用，提高系統(tǒng)的熱效率。

圖撲 HT 的 3D 模型，可形象還原膨脹機(jī)的外部結(jié)構(gòu)和工作狀態(tài)，提供全面的視覺信息。搭載感知元件，實現(xiàn)支持發(fā)電期間數(shù)據(jù)的可視監(jiān)控分析。三維立體化監(jiān)測搭配二維面板數(shù)據(jù)，兩者共同為能量釋放和系統(tǒng)性能的實時運(yùn)行管理提供了堅實的基礎(chǔ)。

熱回收

在能量釋放過程中產(chǎn)生的熱量可以通過熱交換器回收利用，用于加熱工作流體或其他熱能應(yīng)用。

通過這樣的工作流程，先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)實現(xiàn)了能量的高效儲存和釋放，可以在能量需求高峰時提供電力，并在低需求時進(jìn)行能量儲存，以實現(xiàn)能源的平衡和可持續(xù)利用。

圖撲 HT 搭配一系列聚簇、柵格、活動規(guī)律等多樣化可視分析手段，對系統(tǒng)內(nèi)熱能存儲效率、儲熱循環(huán)效率、儲熱容量、儲熱系統(tǒng)溫度以及系統(tǒng)壓力、系統(tǒng)流量的實時分析。多方位并行分析呈現(xiàn)各項流程當(dāng)日的工作概況，加速作業(yè)人員對當(dāng)日倉庫內(nèi)設(shè)備工作狀態(tài)的集中規(guī)范和細(xì)化管理。

淺談傳統(tǒng)空氣壓縮與先進(jìn)空氣壓縮技術(shù)

常見的儲能技術(shù)有儲水蓄能、電池儲能等，傳統(tǒng)空氣壓縮技術(shù)相較于這些儲能方式，具有可建規(guī)模較大、可用壽命較長、建設(shè)周期較短、占地面積較小，且不會受地理條件限制等優(yōu)勢。這種“空氣充電寶”具有大規(guī)模儲能能力、高響應(yīng)速度、長期儲存能力、靈活性以及可再生能源整合等優(yōu)勢。使它在電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)、可再生能源整合和電網(wǎng)穩(wěn)定性方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

而先進(jìn)壓縮空氣儲能（Advanced Compressed Air Energy Storage，ACAES）相比傳統(tǒng)壓縮空氣儲能（CAES）具有更上一層樓的優(yōu)勢。

提高能量轉(zhuǎn)換效率：ACAES 利用熱能回收技術(shù)，將冷卻水和壓縮空氣混合，在儲能和發(fā)電過程中實現(xiàn)熱能的回收和再利用，使得能量轉(zhuǎn)換效率顯著提高，從而使電力輸出更高。

增加儲能密度：ACAES 采用高溫壓縮空氣儲能技術(shù)，通過在壓縮空氣中加熱并注入熱能，實現(xiàn)了儲能密度的提高，這意味著相同體積的設(shè)備能夠存儲更多的能量。

快速啟動和調(diào)節(jié)能力：ACAES 系統(tǒng)具有快速啟動和調(diào)節(jié)能力，可以在幾分鐘內(nèi)實現(xiàn)從停止到滿負(fù)荷電力輸出的轉(zhuǎn)換，這種靈活性使得 ACAES 能夠應(yīng)對電力系統(tǒng)的快速波動和調(diào)節(jié)需求。

節(jié)約成本：ACAES 系統(tǒng)可以利用廉價的電力或可再生能源電力來加熱壓縮空氣，從而顯著降低儲能成本，除此之外，熱能回收技術(shù)和高效能量轉(zhuǎn)換也幫助降低了運(yùn)營成本。

審核編輯 黃宇